发酵工程在饲料工业中的应用及发展趋势发酵技术

一、发酵工程在饲料工业中的应用及发展趋势

饲料和粮食生产一直是我国国民经济的薄弱环节。由于受人口增长、耕地减少和肉食品消费增加的影响，我国粮食供需平衡十分脆弱。

饲料和粮食生产一直是我国国民经济的薄弱环节。由于受人口增长、耕地减少和肉食品消费增加的影响，我国粮食供需平衡十分脆弱。我国人均占有粮食一直在400kg以下，其中粮食总产量的40%左右用于饲料生产

在耕地和水资源长期紧缺的情况下，我国粮食产量已很难提高。饲料资源短缺的问题长期制约着我国畜牧业的发展，尤其是蛋白质饲料的严重不足已经成为全球性问题。发展高效饲料工业，提高粮食向畜牧产品的转化效率和饲料利用率、开发新型饲料原料是满足人民对肉、禽、鱼、蛋越来越大的需求量的最佳途径。

用生物技术特别是微生物发酵技术来开发新型饲料资源、生产蛋白质饲料和新型添加剂越来越受到人们的重视。特别是进入21世纪后，利用微生物生产的饲料蛋白、酶制剂、氨基酸、维生素、抗生素和益生菌微生物制剂等饲料产品的使用使发酵工程技术在饲料工业中得到了更广泛的应用。

发酵工程技术发酵工程，又称为微生物工程，是生物工程的一个重要分支。发酵工程主要研究微生物在发酵工程中具有普遍意义的工程技术问题，如微生物菌种的选育、活化与扩大培养，培养基的设计与筛选，灭菌技术，发酵工艺条件的控制技术，细胞的大规模培养，产物的分离纯化和生产工艺的设计等内容。发酵工程可以分为固态发酵和液态发酵。固态发酵有着悠久的历史，早在2500年前就有中药神曲的固态发酵生产。广义上讲是指一类使用不溶性固体基质来培养微生物的工艺过程，既包括将固态悬浮在液体中的深层发酵，也包括在没有（或几乎没有）游离水的湿固体材料上培养微生物的工艺过程。多数情况下是指在没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的不溶性固态基质中，用一种或多种微生物发酵的生物反应过程。

与液态发酵相比固态发酵有以下优点：

①培养基简单且来源广泛，多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料，如稻草、糠、薯类、醋糟等；

②投资少，能耗低，技术简单；

③产物的产率较高；

④不需要废水处理，环境污染较少，后处理加工方便；

⑤发酵过程一般不需要严格的无菌操作；

⑥通气一般可由气体扩散或间歇通风完成，不需要连续通风，空气一般也不需严格的无菌空气。

但发酵工程中引起的传热、传质困难等也是固态发酵过程中所面临的新问题。液态发酵的工艺特点是利用液态培养基进行微生物的生长繁殖并形成人们所需要的代谢产物。液态发酵分为液体表面发酵、液体深层通气发酵、液体厌氧发酵法3种。其中，液体深层通气发酵是现代发酵工业普遍采用的方法，我国的抗生素发酵、氨基酸生产、维生素发酵、酶制剂发酵等均采用此法。2发酵技术在饲料工业中的应用

微生物发酵饲料微生物发酵饲料主要是酵母及其相关产品，是以酵母为主的多菌种发酵而成，所用原材料非常广泛，涉及米糠、秸秆、血粉、饼粕和各种食品工业下脚料。微生物发酵饲料在提高饲料蛋白质、改善适口性、提高消化吸收等方面显示出了强大的优越性。酵母培养物是一种独特的酵母产品，由特定的酵母菌种按特定的工艺和培养基进行发酵而形成。它含有一定的活性酵母，其主要的使用价值在于酵母细胞在培养基中产生的代谢产物和胞壁甘露寡糖。甘露寡糖对蛋鸡在炎热季节可以维持其采食量，有助于种母鸡增加蛋重和老年母鸡维持良好的蛋壳品质，提高饲料利用率，并可提高种母鸡产蛋率[1]。发酵饲料的另一个产品是青贮饲料,青贮技术中关于微生物青贮接种剂的研究与应用一直处于最为重要的地位。

在北美和欧洲国家，青贮饲料制作已经广泛使用微生物青贮添加剂，其效果已经为研究和生产领域所证实和接受。传统青贮技术在青贮过程中营养物质损失大，易腐败。但微生物青贮剂可以有效控制青贮饲料发酵模式，减少青贮饲料损失，并可以有效改善青贮饲料的适口性。

微生物酶法生产维生素泛酸钙作为维生素饲料添加剂，在畜禽养殖中具有重要的作用。最近国内筛选得到了能高产D一泛解酸内酯水解酶的微生物菌株，进行了DL一泛解酸内酯中间体拆分，产品质量能满足D一泛酸钙的生产要求，技术可以产业化。